Las dimensiones de una guía de ondas rectangular se especifican mediante su anchura interior a y altura interior b, normalmente con a > b. Para elegirlas, comprueba toda la banda de trabajo, la frecuencia de corte del modo TE10 y los modos superiores. Las dimensiones exteriores y la brida no sustituyen a las dimensiones de la cavidad.
Qué significan a, b y el número WR
En la designación habitual WR, el número corresponde a la anchura interior nominal expresada en centésimas de pulgada. Así, WR-90 tiene a = 0,90 pulgadas = 22,86 mm. La altura debe consultarse en la tabla del tamaño correspondiente: en WR-90 es 10,16 mm, no exactamente la mitad de 22,86 mm.
El número WR no determina por sí solo el material, el espesor de pared, la brida, la estanqueidad ni la potencia admisible. Tampoco es una frecuencia expresada en GHz.
1. Define la banda completa y selecciona un tamaño candidato
Para trabajar a 10 GHz, WR-90 es un candidato habitual porque su intervalo de uso recomendado suele ser 8,2–12,4 GHz. Si la aplicación ocupa varias frecuencias, todas deben quedar dentro de la banda garantizada del conjunto: guía, codos, transiciones y componentes.
La condición a > λ0/2 permite que TE10 esté por encima del corte, pero no basta como criterio de diseño. A 10 GHz, λ0/2 es aproximadamente 15 mm; 22,86 mm es la anchura de WR-90, no la mitad de la longitud de onda a esa frecuencia.
2. Calcula el corte y revisa los modos superiores
Para una guía ideal llena de aire:
fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²]
En TE10, fc = c/(2a). Introduce a y b en metros y c ≈ 299.792.458 m/s. Para WR-90 se obtienen los siguientes resultados:
| Modo | Corte aproximado |
|---|---|
| TE10 | 6,56 GHz |
| TE20 | 13,11 GHz |
| TE01 | 14,75 GHz |
La altura b influye en los modos superiores aunque no aparezca en la fórmula de corte de TE10. La banda práctica mantiene margen respecto al corte y a los modos no deseados. No hay que reducir automáticamente un 25% el límite superior de todas las guías: consulta la banda especificada.
3. Obtén la longitud de onda guiada y comprueba la integración
Por encima del corte, el modelo ideal da λg = λ0/√[1 − (fc/f)²]. En WR-90 a 10 GHz, λ0 ≈ 30,0 mm y λg ≈ 39,7 mm. Utiliza esta última cuando la estructura requiera una longitud eléctrica dentro de la guía.
El resultado no calcula automáticamente las pérdidas. Para estimarlas hacen falta conductividad, geometría, estado superficial y otros parámetros. La fórmula tampoco valida la potencia de una transición o una ventana dieléctrica.
Errores de unidades y de lectura frecuentes
- Introducir milímetros en una fórmula que espera metros produce un error de tres órdenes de magnitud.
- Medir el exterior de la guía incorpora el espesor de pared y no da la cavidad útil.
- Suponer b = a/2 para todos los tamaños puede seleccionar una altura incorrecta.
- Confundir una onda rectangular en el tiempo con una guía de sección rectangular lleva a conceptos distintos.
- Un dieléctrico de relleno cambia las condiciones de propagación; las cifras anteriores son para aire.
Lista de datos para especificar una pieza
Indica tamaño WR y dimensiones internas, banda, material o acabado requerido, longitud, bridas, pérdidas y adaptación, potencia continua y de pico, condiciones térmicas y necesidad de sellado. Las tolerancias deben proceder del diseño y de las interfaces aplicables, no de un valor único para todas las piezas.
Las ecuaciones y la banda WR-90 pueden contrastarse en Microwaves101. Para seleccionar la familia mecánica, revisa los componentes de guía de ondas Dolph Microwave (documentación en inglés).
